Como melhorar a confiabilidade térmica de PCB？

Em geral, a distribuição de folha de cobre em PCB é muito complexo e difícil de modelar com precisão. Portanto, ao modelar, é necessário simplificar o formato da fiação e tentar fazer um modelo ANSYS próximo à placa de circuito real. Os componentes eletrônicos na placa de circuito também podem ser simulados por modelagem simplificada, como tubos MOS, blocos de circuito integrado, etc.

A análise térmica no processamento do chip pode ajudar os projetistas a determinar o desempenho elétrico dos componentes em Placa de circuito PCB e se os componentes ou a placa de circuito queimarão devido à alta temperatura. A análise térmica simples calcula apenas a temperatura média da placa de circuito, e a complexa precisa estabelecer um modelo transiente para o equipamento eletrônico com várias placas de circuito. A precisão da análise térmica depende, em última análise, da precisão do consumo de energia do componente fornecido pelos projetistas da placa de circuito.

Em muitas aplicações, o peso e o tamanho físico são muito importantes. Se o consumo de energia real dos componentes for muito pequeno, o fator de segurança do projeto pode ser muito alto, de modo que o projeto da placa de circuito adote o valor do consumo de energia do componente que é inconsistente com o real ou muito conservador como base para a análise térmica. Ao contrário (e ao mesmo tempo mais grave), o dimensionamento do fator de segurança térmico é muito baixo, ou seja, a temperatura real de operação dos componentes é superior à prevista pelos analistas. Esses problemas geralmente são resolvidos com a adição de dispositivos de dissipação de calor ou ventiladores para resfriar a placa de circuito. Esses acessórios externos aumentam o custo e prolongam o tempo de fabricação. Adicionar ventiladores no design também trará fatores instáveis ​​para a confiabilidade. Portanto, a placa de circuito adota principalmente métodos de resfriamento ativos em vez de passivos (como convecção natural, condução e radiação).

Modelagem de placa de circuito simplificada

Antes de modelar, analise os principais dispositivos de aquecimento na placa de circuito, como tubos MOS e blocos de circuito integrado. Esses componentes convertem a maior parte da energia perdida em calor durante a operação. Portanto, esses dispositivos precisam ser considerados na modelagem.

Além disso, a folha de cobre revestida como um condutor no substrato da placa de circuito também deve ser considerada. Eles não apenas conduzem eletricidade, mas também conduzem calor no projeto. Sua condutividade térmica e área de transferência de calor são relativamente grandes. A placa de circuito é uma parte indispensável do circuito eletrônico. Sua estrutura é composta por substrato de resina epóxi e folha de cobre revestida como condutor. A espessura do substrato de resina epóxi é de 4 mm e a espessura da folha de cobre é de 0.1 mm. A condutividade térmica do cobre é 400W / (m ℃), enquanto a da resina epóxi é de apenas 0.276w / (m ℃). Embora a folha de cobre adicionada seja muito fina e fina, ela tem um forte efeito de orientação sobre o calor, por isso não pode ser ignorada na modelagem.